O3:K6 SEROGROUP VIBRIO PARAHAEMOLYTICUS - THE CAUSATIVE AGENT OF FOOD TOXIC INFECTION OUTBREAKS IN PRIMORSKY REGION OF RUSSIAN FEDERATION

Full Text

Парагемолитические вибрионы - галофильные микроорганизмы, обитающие в прибрежных зонах морей, в устьях рек, в донных отложениях как в свободном состоянии, так и в сообществе с зоо- и фитопланктоном. Вызываемый ими острый гастроэнтерит протекает по типу пищевой токсикоинфекции (ПТИ). Основными факторами патогенности V. parahaemolyticus являются гемолизины - термостабильный прямой (TDH-thermostable direct hemolysin) и TDH-родственный (TDH-related hemolysin), а также две контакт -зависимые системы секреции третьего типа (T3SS), особенно T3SS2 [8, 10]. Известно два варианта этой системы: T3SS2a, присутствующая у tdh+ штаммов, и T3SS20, характерная только для trh+ вибрионов [9, 11]. Начиная с 1996 г. в мире наблюдается рост числа заболеваний, обусловленных V. parahaemolyticus, что связывают с появлением «пандемичного» клона [6]. Характерной особенностью этих штаммов является повышенный патогенетический и эпидемический потенциал, присутствие в геноме семи «островов» патогенности (VPaI-1 - VPaI-7) и принадлежность к определенным (О3:К6, О4:К68, О1:К25, О1:КиТ, О6:К18) серо-группам. Представители этих серогрупп оказались генетически родственными, что позволило говорить об их клональном происхождении [6]. В России вибрионы серогруппы О3:К6 стали причиной крупной вспышки ПТИ в г. Владивосток в 1997 году, когда заболели 63 человека [2]. По сведениям Управления Роспотребнадзора по Приморскому краю последующие вспышки зарегистрированы в г. Владивосток в 2001 г. (31 человек), 2002 г. (24 человека), 2007 г. (22 человека) и были связаны с употреблением креветок и других морепродуктов (www.25.rospotrebnadzor.ru). В 2008 году там же отмечены единичные случаи заболевания, также обусловленные вибрионами серогруппы 03:К6 [6]. В августе 2012 г. в поселке Славянка Хасанского района Приморского края на побережье Японского моря среди отдыхающих возникла новая вспышка ПТИ. У 20 больных инфекционного отделения центральной районной больницы обнаружен возбудитель V. para-haemolyticus. В ходе эпидемиологического расследования установлено, что все заболевшие употребляли вареные креветки и крабы, купленные на пляже у частных лиц, торгующих без соблюдения необходимых санитарных норм. В июле, августе и сентябре в г. Уссурийск отмечены единичные случаи ПТИ с выделением от 9 госпитализированных больных пара-гемолитических вибрионов. Фактором передачи также послужили морепродукты. Причем 5 из 9 больных заболели в августе по возвращению из села Андреевка, расположенного на побережье южнее поселка Славянка. В сентябре в г. Владивосток зарегистрирован случай заболевания ПТИ той же этиологии и также связанный с употреблением морепродуктов, хранившихся с нарушением температурного режима. В этот же период времени из морской воды в г. Владивосток и проб морской, речной, озерной воды г. Находка было выделено 10 штаммов Vparahaemolyticus. Все изолированные культуры поступили в Ростовский-на-Дону противочумный институт для дополнительного изучения. Нами было проведено исследование, целью которого явилась сравнительная оценка биологических свойств парагемолитических вибрионов, обусловивших вспышки и спорадические случаи в Приморском крае в 2012 г. и в предыдущие годы. Для сравнительного анализа привлечены материалы по ранее изученным нами 62 штаммам из этого региона [2, 3]. У всех культур подтверждена видовая принадлежность традиционными таксономическими тестами и ПЦР-детекцией с помощью видоспецифических генов: tlh (термолабильного гемолизина), gyrB (гиразы), toxR (регулятора транскрипции белков наружной мембраны). Методом серологического типирования установлено, что все клинические штаммы принадлежали к серогруппе О3:К6. У вибрионов, выделенных из окружающей среды, серогруппу определить не удалось. При оценке вирулентности комплексным методом, включающим определение гемолитической, уреазной активности и ПЦР-детекцию генов tdh, входящего в состав VPal-7 и trh [1], показано, что все штаммы, выделенные от больных, были оценены как вирулентные, а из проб воды - как авирулентные. Кроме того, проведен ПЦР-скрининг по расширенному набору детерминант вирулентности, включающих гены T3SS2a и T3SS2P, оперона уреазы, гена филаментозного профага orf8, а также гены шести «островов» патогенности (VPaI-1 - VPaI-6). Вибрионы, циркулирующие в Приморском крае, относятся к нескольким генотипам. Однако клинические штаммы разных лет представлены однородной группой, у которой при отсутствии генов trh, ure-кластера и T3SS2P выявлены маркерные гены семи «островов» патогенности. Исключение составил один штамм, выделенный при спорадическом случае заболевания в 2008 г., у которого из семи «островов» патогенности определены только четыре (VPaI-1,2,3,7). Вибрионы подавляющего большинства штаммов имели ген orf8 - частый, но не обязательный маркер «пандемичных» штаммов [6, 7]. В нашем исследовании 6 штаммов серогруппы О3:К6, изолированных в 1997 г. и в 2008 г. при единичных случаях заболевания, были лишены гена orf8, что, возможно, объясняется его утратой в результате геномных перестроек. Штаммы из водоемов представлены большим набором генетических вариантов по сравнению с клиническими. У всех вибрионов этой группы обнаружены маркерные гены консервативного VPaI-2, a VPaI-1,3,4,5,6 в разных сочетаниях. Гены tdh и T3SS2a и orf не выявлены у всех штаммов. Обращает на себя внимание присутствие у отдельных штаммов одного из двух маркерных генов VPaI-1, что свидетельствует о делимости этого «острова». Следует отметить, что набор генов «островов» патогенности у штаммов, выделенных из водоемов в 2012 г., представлен несколько шире, чем в предыдущие годы. У всех штаммов 2012 г., в отличие от изолятов 2008 - 2010 гг., выявлены маркерные гены VPaI-3. Мобильные элементы VPaI-4,5 определены у большинства культур 2012 г., в то время как в предыдущие годы только в единичных случаях в разных сочетаниях. Маркерный ген VPaI-6 присутствовал только у штаммов 2012 г. При оценке чувствительности парагемолитических вибрионов к типирующим фагам установлено, что штаммы, обусловившие вспышку в г. Владивосток и спорадические случаи в г. Уссурийск в 2012 году, относятся к одному фаготипу 11. Это свидетельствует об общности свойств возбудителя и, по-видимому, о едином источнике заболевания. Вибрионы, выделенные из воды открытых водоемов, оказались устойчивы ко всем использованным фагам. В результате изучения чувствительности штаммов V. parahaemolyticus, выделенных в 2012 г., к антибактериальным препаратам было показано, что от 86 до 97% всех изученных штаммов были чувствительны к левомицетину, тетрациклину, котримоксазолу, цефотак-симу, что обосновывает целесообразность использования этих препаратов для лечения заболеваний, вызываемых парагемолитическими вибрионами. Устойчивость всех штаммов обнаружена только к ампициллину и у подавляющего числа культур - к фуразолидону. При сравнении со штаммами, выделенными в 1997 г. [2], отмечено совпадение устойчивости к ампициллину и высокой чувствительности к левомицетину и цефотаксиму. Обращает на себя внимание тенденция нарастания устойчивости к ципрофлоксацину и доксициклину. По отношению к доксициклину все изоляты 1997 г. были оценены как высоко чувствительные, а среди культур 2012 г. выявлено 34% умеренно устойчивых и устойчивых. В 2012 г. обнаружены культуры, резистентные одновременно к 3 и 4 препаратам. Как показало проведенное исследование, вспышка ПТИ в Хасанском районе Приморского края и спорадические случаи, зарегистрированные в городах Уссурийск и Владивосток в 2012 г., вызваны парагемолитическими вибрионами, относящимися к серо-группе О3:К6 и к одному генотипу, что свидетельствует о распространении в Приморском крае возбудителя одного клона. Подтверждением этому служит принадлежность клинических штаммов к одному фаготипу. Присутствие в геноме вибрионов этих штаммов семи «островов» патогенности и принадлежность к серогруппе О3:К6 позволяет считать возбудителя представителем так называемого «пандемичного» клона, распространившегося в настоящее время во многих странах мира. Полученные нами данные свидетельствуют о вероятном формировании эндемичного очага заболевания, обусловленного «пандемич-ным» клоном V. parahaemolyticus О3:К6. Изученные нами парагемолитические вибрионы, изолированные из водоемов Приморского края, были лишены ключевых детерминант вирулентности (tdh, trh, T3SS2). Вместе с тем, штаммы, выделенные в 2012 г., обладали большим набором «островов» патогенности по сравнению с изолятами предыдущих лет, что, возможно, демонстрирует этапы формирования патогенного клона. Приобретение парагемолитическими вибрионами, выявленными в 2012 г., причем из разных водоемов Приморского края, «островов» патогенности, по-видимому, свидетельствует об общей тенденции к изменчивости этих микроорганизмов в сторону формирования патогенных вариантов. Вероятно, присутствие патогенных V.parahaemolyticus в водной среде, с одной стороны [4], и пластичность генома, связанная, в первую очередь, с частыми рекомбинациями [5], с другой, обеспечивают передачу факторов патогенности ранее авирулентным вибрионам. Результаты проведенного нами исследования также свидетельствуют о нарастающем риске распространения патогенных парагемолитических вибрионов в Дальневосточном регионе Российской Федерации, об опасной тенденции формирования антибиотикоустойчивых вариантов, о важности дальнейших исследований и о необходимости мониторинга заболеваемости и внешней среды с обязательной ПЦР-детекцией у выделенных штаммов генов вирулентности, в том числе интегрированных в «острова» патогенности.

About the authors

O. A Rykovskaya

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

A. B Mazrukho

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

L. M Smolikova

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

E. V Monakhova

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

O. S Chemisova

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

O. A Podoinitsyna

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

A. V Allenov

Primorskaya Station of Plague Control, Ussuriysk, Russia

T. V Khomenko

Primorskaya Station of Plague Control, Ussuriysk, Russia

A. Ya Zhirov

Primorskaya Station of Plague Control, Ussuriysk, Russia

E. M Sanamyants

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

N. E Gaevskaya

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

T. A Kudryakova

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

R. R Dalikova

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

M. M Sagakyants

Rostov-on-Don Institute of Plague Control, Rostov-on-Don, Russia

References

Supplementary files